● 摘要
有源矩阵薄膜晶体管型液晶显示器 (AM-TFT-LCD) 具有画质优美、节约电能、方便携带等诸多优势，已经成为显示领域的主流器件。AM-TFT-LCD要求液晶材料具有低的粘度、宽的液晶相区间和负的介电各向异性。研究表明，在苯环侧向引入氟原子可以使化合物不仅具有负介电各向异性，而且具有较低的粘度。因此，近年来该类液晶化合物成为了研究热点。
为了进一步寻找低熔点、宽液晶相区间并具有负介电各向异性的液晶材料，本文将2,3-二氟取代苯基结构引入到液晶分子中，以保证化合物具有负介电各向异性，并通过改变端基和在环骨架之间引入乙撑桥键，合成了3个系列共28个环己基乙撑桥键侧氟代苯类液晶化合物，总收率4.2～8.7 %，纯度均大于99.0 %，结构经核磁共振 (1H NMR、13C NMR)、红外光谱 (IR) 和质谱 (MS) 得到了确认；通过偏光显微镜 (POM) 和差示扫描量热仪 (DSC) 分析了液晶化合物的相态织构和相变温度。此外，还初步研究了末端基团对液晶性能的影响。
主要内容如下：
(1) 合成了三类分子中含烷氧基、2,3-二氟取代苯基、反-1,4-二取代环己基、乙撑桥键结构的三环液晶化合物，对碘代反应的条件进行了优化；该系列液晶化合物的熔点较低 (最低为56.8 ℃) 、清亮点较高 (最高为148.7 ℃) ，具有近晶相和较宽的向列相区间 (最宽为87.4 ℃) ；末端烷氧基链长的增加，可以提高化合物的清亮点；烷基链长的增加，可以降低化合物的熔点，但会促使近晶相的出现；乙撑桥键的引入可以降低化合物的熔点。
(2) 合成了两类分子中含烯丙氧基、侧向多氟取代联苯、反-1,4-二取代环己基、乙撑桥键结构的三环液晶化合物，并成功地将2-(3-氟苯基)-1-(顺-4-正丙基环己基)乙酮转为2-(3-氟苯基)-1-(反-4-正丙基环己基)乙酮，探讨了其转型机理；该系列液晶化合物具有较低的熔点 (最低为42.7 ℃) 和较宽的向列相区间 (最宽为75.7 ℃)；侧向第三个氟原子的引入可以进一步降低化合物的熔点；烯丙氧基的引入有助于降低熔点、拓宽向列相区间，但是会引入近晶相。
(3) 合成了两类分子中含酯基、侧向二氟取代联苯、反-1,4-二取代环己基、乙撑桥键结构的三环液晶化合物，并对酯化反应的条件进行了优化；该系列液晶化合物具有较高的清亮点 (最高为162.5 ℃) 和较宽的向列相区间 (最宽为82.6 ℃)；端烯的引入可以降低化合物的熔点 (降低了3.7 ℃)，提高清亮点(提高了24.8 ℃)，拓宽向列相区间 (由54.1 ℃拓宽至82.6 ℃)，比较系列一和系列二的液晶化合物可以发现相同的规律；将系列三的化合物与系列一和系列二的液晶化合物相比可以发现：酯基的引入可以使化合物的清亮点升高，且有助于消除近晶相。
总之，本文所合成的液晶化合物均为热致互变型液晶，具有较低的熔点 (最低为42.7 ℃)和较宽的向列相区间 (最宽为87.4 ℃)，在垂直排列 (VA) 和面内切换 (IPS) 显示模式中具有潜在的应用价值。
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